燃燒是獲取能源的主要方式,化石燃料的燃燒會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,迫使人們尋求更加環(huán)保、更加高效的替代燃料和燃燒技術(shù)。二甲醚(DME)作為一種清潔的柴油替代燃料,具有很高的十六烷值(55～60)和“無煙”燃燒特性,而DME在空氣中高溫燃燒將產(chǎn)生氮氧化物(NOx),這是主要的空氣污染物之一。NOx排放可通過尾氣再循環(huán)方法控制在極低水平,但再循環(huán)NOx顯著影響燃料的燃燒過程,因此研究DME/NOx反應(yīng)動力學(xué)模型很有必要。本文通過搭建燃燒激波管基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺,研究了 DME/NOx的點(diǎn)火特性,并基于Chemkin III和Senkin軟件包完成了相關(guān)反應(yīng)模型的驗(yàn)證和分析。本文的主要工作如下:1.搭建并調(diào)試了燃燒激波管實(shí)驗(yàn)平臺(包含配氣系統(tǒng)、電熱破膜裝置以及壓力與光譜測量系統(tǒng))。激波管高壓段3.26 m,低壓段4.52 m,內(nèi)徑50 mm,在“縫合接觸面”運(yùn)行方式下試驗(yàn)時間可達(dá)到7～8 ms。2.通過壓力信號和OH*發(fā)射譜檢測技術(shù),系統(tǒng)地研究了 DME的點(diǎn)火特性,點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)的溫度范圍為1170～1510 K,壓力為4～18 atm,當(dāng)量比為0.1～2.0。升高實(shí)驗(yàn)溫度和壓力都可顯著加速DME點(diǎn)火,...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 柴油替代燃料二甲醚
        1.2.1 二甲醚的物理化學(xué)性質(zhì)
        1.2.2 二甲醚的制備方法
        1.2.3 柴油機(jī)中NO_x的形成與控制
    1.3 二甲醚燃燒的研究進(jìn)展
        1.3.1 二甲醚燃燒實(shí)驗(yàn)研究
        1.3.2 二甲醚燃燒反應(yīng)動力學(xué)研究
        1.3.3 NO_x對二甲醚點(diǎn)火特性影響
    1.4 本文主要內(nèi)容
第2章 激波管設(shè)計原理
    2.1 流體可壓縮性
    2.2 理想激波管流動理論
        2.2.1 理想激波管假設(shè)
        2.2.2 理想激波管參數(shù)計算
    2.3 激波管的有效試驗(yàn)時間
        2.3.1 縫合條件
        2.3.2 縫合條件下的實(shí)驗(yàn)參數(shù)估算
        2.3.3 縫合條件下的有效試驗(yàn)時間
    2.4 小結(jié)
第3章 燃燒激波管的設(shè)計與開發(fā)
    3.1 激波管基本設(shè)備組成
        3.1.1 激波管主體
        3.1.2 配氣系統(tǒng)
        3.1.3 電熱破膜裝置
        3.1.4 壓力與光譜測量系統(tǒng)
    3.2 激波管的性能測試
        3.2.1 典型的壓力時間歷史
        3.2.2 入射激波馬赫數(shù)
        3.2.3 有效試驗(yàn)時間
        3.2.4 縫合接觸面調(diào)試
    3.3 小結(jié)
第4章 二甲醚的點(diǎn)火特性與燃燒機(jī)理研究
    4.1 引言
    4.2 模擬軟件簡介
        4.2.1 Chemkin軟件包
        4.2.2 Senkin軟件包
    4.3 點(diǎn)火延遲時間的測量
        4.3.1 點(diǎn)火延遲時間的定義
        4.3.2 DME點(diǎn)火的壓力與OH*自發(fā)光特性
    4.4 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模擬
        4.4.1 點(diǎn)火延遲時間的計算
        4.4.2 敏感性分析
        4.4.3 反應(yīng)路徑分析
    4.5 結(jié)果與分析
        4.5.1 壓力對點(diǎn)火延遲時間的影響
        4.5.2 當(dāng)量比對點(diǎn)火延遲時間的影響
    4.6 小結(jié)
第5章 二氧化氮對二甲醚點(diǎn)火特性影響
    5.1 引言
    5.2 化學(xué)動力學(xué)模型
        5.2.1 點(diǎn)火延遲時間的測量
        5.2.2 子機(jī)理的選擇
        5.2.3 詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理的建立
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 當(dāng)量比對點(diǎn)火延遲時間的影響
        5.3.2 NO₂含量對點(diǎn)火延遲時間的影響
        5.3.3 化學(xué)動力學(xué)分析
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作和主要結(jié)論
    6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3835008